地铁车站共墙的建筑深基坑施工技术研究

王伟伟

摘要：地铁车站共墙的建筑深基坑施工是一个比较复杂的工程，地铁车站共墙的建筑对地铁工程安全有重要的影响，本文介绍了地铁车站共墙的建筑，研究出的地铁车站基坑开挖顺序及与其相适应的联合围护结构方案，可确保基坑本身的边坡稳定，并能保证极近距离范围建筑的结构安全。

关键词：深基坑施工；地铁车站；共墙

Abstract: the subway station common wall construction of deep foundation pit construction is a complicated project, subway station common wall construction in guangzhou metro engineering safety important influence, this paper introduces the subway station common wall construction, research out of the subway station excavation sequence and adapt to its joint palisade structure scheme, can ensure that foundation pit slope stability itself, and can guarantee very close range building structure safety.

Key words: deep foundation pit construction; The subway station; Common wall

中图分类号：U445.55+1文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

前言: 地铁车站共墙的建筑深基坑施工技术, 要结合周边建(构)筑物与交通的实际情况和工程本身特点，综合考虑车站施工与今后的运营要求，地铁车站共墙的建筑深基坑施工在地铁施工过程中起到基础作用，一定要受到重视，加强对地铁车站共墙的建筑深基坑施工技术的研究能够促进地铁技术向更完美发展。

一、施工面临的问题

车站所处区域为填土、沉积土和粉质黏土，土层结构及强度尚可。但因车站基坑位于干将河旁，在开挖施工过程中，地下水容易突出且涌水量较大，随着地下水将会发生流砂及管涌现象。车站周边商业与居住建筑密集，交通较为饱和，车站范围内需要保护的管线较多。

由此基坑开挖可能会导致以下几个方面的问题：

（一）工程地质条件较差以及地下水对施工和基坑本身结构安全影响较大；

（二）周边建筑物与基坑距离太近，有的建筑物就在基坑开挖后土体破坏范围内。既有建筑结构物荷载传递至基坑周围后会严重影响边坡稳定与结构安全，甚至会导致纵坡失稳；

（三）交通流量太大会引起基坑周边土体受力不均匀，使开挖施工作业与交通相互影响严重。

二、设计与施工要求

按工程地质和车站及其附属结构本身条件，工程施工与运营必须满足以下要求：

（一）结构耐久：车站结构工程中主要构件设计使用年限100年，重要性系数不小于1．1；

（二）基坑安全：基坑工程安全等级为一级；

（三）抗震等级：车站结构按7度设防，主体结构抗震等级为三级；（四）安全等级：车站结构主要构件的安全等级为一级，围护结构和其他构件的安全等级为二级，结构露天或迎土面混凝土构件的环境类别为二类；

（五）防水等级：地下车站结构及机电设备集中区段的防水等级为一级；

（六）人防等级：按六级抗力等级设防。

三、主要施工关键技术

（一）地铁隧道边地下障碍物探测及围护封闭施工

使用地质雷达与低应变动测的探测方法, 结合现场开挖验证, 对隧道边围护桩缺桩部位的桩位进行探测。有时围护桩未封闭部位地下障碍物埋深较深, 范围较大, 为了确保地铁隧道的安全, 采取将地下结构向基坑内退3 m的措施, 其地下障碍物埋深约在 4～6 m, 清障采用土体固结、分段开挖、注重“时空效应”, 开挖清障一段回填一段,并在夜间 23:00～凌晨 4:00 施工, 施工过程中加强对地铁隧道的跟踪监测。

围 护 封 闭 采 用 SMW工 法 桩 , 桩 径 φ850 mm, 内 插H700×300×13×24 型钢, 插入深度 18 m, 为了减小对地铁隧道的影响, 插入的型钢永久保留。

（二）基坑围护体加固、改造施工

在基坑内四周围护桩边均采用水泥土搅拌桩进行被动土体加固, 并插入第④层土层以满足抗渗流的需要。同时对落深部位亦采用水泥土搅拌桩进行加固。在紧邻民房一侧及地铁车站一侧的被动土体则采用水泥掺量 20%的三轴搅拌桩进行加固, 围护排桩与水泥土搅拌桩加固体之间采用高压旋喷桩进行填充加固。在长安路一侧主楼落深部位因距坑边较近, 在基坑内侧增设一排围护排桩, 以满足基坑整体抗滑移要求。

（三）基坑降水施工

根据底板埋深及周边环境情况, 基坑降水采用深井与轻型井点相结合的降水方法。基坑内设置 4 套轻型井点, 每套60 m左右, 井管长约 8 m左右, 间距 1 500 mm; 4 口深井, 底标高- 16.45 m, 滤管长 2 000 mm, 沉淀管长 1 000 mm, 长度约 15 m。

（四）挖土及底板施工技术

根据基坑保护等级确定土方开挖及底板施工顺序, 保护等级低的先施工, 保护等级高的后施工。考虑到本基坑周边环境复杂, 采取由中间向四周、分块、分层开挖, 及时分块浇捣混凝土垫层及底板。根据后浇带及施工缝将底板分成 6块。施工挖土流程按: 中间区域挖土浇注临时垫层( Ⅰ区、Ⅱ区由北向南) →路一侧挖土浇注垫层及周遍底板( Ⅲ区、Ⅳ区由南向北) →房一侧挖土浇注垫层及周遍底板( Ⅴ区、Ⅵ区由南向北) →中间落深区域挖土浇注垫层及底板 ( Ⅰ区包括电梯井深坑)( 图 7) 。

（1）中间区域施工

中间区域Ⅰ区第一次土方开挖至- 6.25 m并及时满浇200 厚 C20 混凝土临时垫层, 垫层浇捣后基础大底板暂不施工, 作为其它区域施工的临时堆场。Ⅱ区土方开挖, 由北向南进行分层开挖, 并及时浇捣混凝土垫层及后浇带外围底板混凝土。

（2）路一侧施工

路一侧( ±0.00 m～- 6.25、- 7.45 m) 土方开挖, 由南向北进行, 分层分皮按阶梯式( 坡度 1∶1.2～1∶1.5) 放坡接力挖土, 用 2 台 0.4 m3 的挖机入基坑, 2 台 1 m3 挖机接力挖土装车。浇捣混凝土垫层及后浇带外围底板混凝土。

（3）房一侧施工

民房侧( ±0.00 m～- 6.25 m、- 7.45 m) 土方开挖, 由南向北进行, 分层分皮按阶梯式( 坡度 1∶1.2～1.5) 放坡接力挖土, 用 2 台0.4 m3 的挖机入基坑, 2 台 1 m3 挖机接力挖土装车。浇捣混凝土垫层及后浇带外围底板混凝土。

（4）中间区域第二次施工

中间区域Ⅰ区第二次 ( - 6.25 m～- 7.45 m、- 9.378 m、- 10.9 m) 土方开挖。本次土方开挖前其东西两侧的底板已形成, 对车站的变形起到一定的控制作用。将原浇捣 200 厚C20 混凝土垫层破碎后, 采用小挖机入坑由西向东驳土, 由 1台加长臂挖机停在钢筋混凝土平台上挖土装车外运。此次土方开挖地铁 3# 出入口及电梯井深坑同时施工。浇捣混凝土垫层及中间全部底板混凝土。

（5） 换撑施工

底板全部完成后利用底板及墙板加厚进行换撑。

（五）周边环境的保护技术

（1）对地铁的保护

基坑北侧原端头井处有 5 根围护桩未施工原围护桩离开地铁隧道仅 1.66 m, 因地下障碍物较多且埋置较深, 经多次钻探发现在原位封闭无法进行, 经研究后向基坑内退3 m, 并采用 SMW工法桩进行围护封闭, 在 SMW工法桩与原围护桩之间采用压密注浆进行土体固结。

紧邻地铁边的被动土体加固, 因上部结构外挑, 搅拌桩机无法施工, 采用高压旋喷桩代替三轴搅拌桩进行加固, 且注浆压力控制在 15 MPa 以下, 同时在地铁停运后( 23: 00 至凌晨 4: 00) 施工, 并采取先 1、4、7 再 2、5、8 的跳打方案, 减小对地铁的影响。

严格控制降水施工和降水深度, 以防降水引起的区域性沉降, 危及周围环境安全; 挖土顺序: 中间区域先挖至 - 6.25m及时浇捣混凝土垫层作临时支撑, 待周边裙房底板形成后, 再开挖至设计标高;并委托地铁监护单位, 对地铁进行监测, 采用信息化指导施工。支撑拆除采用对地铁影响最小的人工拆除的方法进行,拆除顺序采用间隔拆除支撑节点的方法, 使支撑应力逐步释放。

结语

（一）实践表明，依据车站基坑的地质与周边建筑条件并结合基坑本身结构特点，提出的地铁车站基坑开挖顺序、方法以及与之相适应的联合围护结构方案、围护形式及参数，可以确保基坑本身的边坡稳定与结构安全。并保证了极近距离范围的须保护建筑的结构安全，可严格控制地基变形，能够满足复杂条件下的基坑开挖安全、质量与进度要求。

（二）由于地质条件、地下水和车站结构及其形状尺寸的差异，对车站基坑的开挖施工及围护结构形式与参数仍需继续做进一步研究。

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